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列车轮对状态的融合监测系统

张剑 樊晓平 黄采伦 陈特放

张剑, 樊晓平, 黄采伦, 陈特放. 列车轮对状态的融合监测系统[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(6): 13-19.
引用本文: 张剑, 樊晓平, 黄采伦, 陈特放. 列车轮对状态的融合监测系统[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(6): 13-19.
ZHANG Jian, FAN Xiao-ping, HUANG Cai-lun, CHEN Te-fang. Fusion monitoring system of locomotive wheelset state[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(6): 13-19.
Citation: ZHANG Jian, FAN Xiao-ping, HUANG Cai-lun, CHEN Te-fang. Fusion monitoring system of locomotive wheelset state[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(6): 13-19.

列车轮对状态的融合监测系统

基金项目: 

国家863计划项目 2006AA11Z230

国家自然科学基金项目 60674003

湖南省教育厅科研项目 07C266

详细信息
    作者简介:

    张剑(1974-), 男, 江西萍乡人, 湖南科技大学副教授, 中南大学工学博士研究生, 从事测控技术、故障诊断与智能交通系统研究

    樊晓平(1961-), 男, 浙江绍兴人, 中南大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U270.331.1

Fusion monitoring system of locomotive wheelset state

More Information
  • 摘要: 为了提高列车轮对故障诊断准确率和改善现有列车轮对状态在线监测方法的不确定性, 结合多传感器信息融合原理, 设计了列车轮对融合监测系统, 采用特征层融合自适应加权算法进行了轮对状态融合监测, 以自适应的方式寻求最优加权因子, 使状态测量值总均方误差最小, 比较了特征层融合自适应加权算法、模糊数据关联算法、变结构多模的状态估计算法和BP神经网络算法的计算结果。比较结果表明: 当轮对两端轴承均出现故障后, 两传感器输出的测量值分别为22.0470和21.0250, 而此融合算法计算出的估计值为4.2642, 融合值最接近真值, 因此, 列车轮对融合监测系统可靠性高, 抗干扰性强。

     

  • 图  1  现有状态监测系统结构

    Figure  1.  Frame of current condition monitoring system

    图  2  JDL信息融合模型

    Figure  2.  JDL information fusion model

    图  3  列车轮对融合监测系统结构

    Figure  3.  FMS structure of locomotive wheelset

    图  4  自适应加权信息融合模型

    Figure  4.  Adaptive weighting information fusion model

    图  5  BP神经网络结构

    Figure  5.  BPNN structure

    图  6  多传感器信息融合监测方案

    Figure  6.  Multi-sensor information fusion monitoring project

    表  1  融合数据

    Table  1.   Fusion data

    测量组 传感器编号 采样数据/(m·s-2) 对应加权因子 真值 融合后估计值 平均值
    第1组 CH1 1.013 0 0.077 8 1 1.002 4 1.005 3
    CH2 1.005 0 0.268 2
    CH3 0.997 0 0.559 7
    CH4 0.978 0 0.053 5
    CH5 1.081 0 0.011 0
    CH6 0.928 0 0.014 0
    第2组 CH1 1.018 0 0.199 5 1 1.047 6 1.864 7
    CH2 1.015 0 0.202 0
    CH3 1.020 0 0.197 4
    CH4 0.989 0 0.196 8
    CH5 6.085 0 0.007 3
    CH6 0.986 0 0.196 0
    第3组 CH1 21.542 0 0.003 4 1 2.057 5 4.607 2
    CH2 1.010 0 0.189 4
    CH3 1.015 0 0.200 1
    CH4 0.980 0 0.201 4
    CH5 1.013 0 0.194 7
    CH6 0.984 0 0.217 9
    第4组 CH1 22.047 0 0.006 4 1 4.264 2 7.840 9
    CH2 21.025 0 0.006 7
    CH3 1.012 0 0.225 8
    CH4 1.007 0 0.235 7
    CH5 0.998 0 0.256 4
    CH6 0.997 0 0.244 8
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  • 收稿日期:  2008-07-15
  • 刊出日期:  2008-12-25

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